“ثورة” في استشعار الهيدروجين: مستشعر فائق الدقة يفتح آفاق الطاقة النظيفة
سولارابيك، بريطانيا- 21 أبريل 2025: نجح فريق بحثي في جامعة مانشستر، بالتعاون مع جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (KAUST)، في تطوير مستشعر هيدروجين عضوي جديد يتميز بقدرات فائقة في الكشف عن أدنى تسربات الغاز. ويمهد هذا الإنجاز الطريق لتسريع تبني تقنيات الهيدروجين كوقود نظيف وآمن، وذلك بفضل دقته العالية، وسرعته الفائقة، وتكلفته المنخفضة مقارنة بالمستشعرات التجارية المتاحة.
آلية عمل مبتكرة لكشف فائق السرعة
يعتمد مستشعر الهيدروجين الجديد على تعديل ناقلية مادة نصف ناقلة عضوية من النوع p من خلال تفاعل انتقائي مع غاز الهيدروجين. ففي الحالة الأساسية، أي في غياب الهيدروجين، تتعرض المادة نصف الناقلة للأوكسجين الموجود في الهواء، حيث يؤدي الأوكسجين دور المطعم من النوع p، فيسحب الإلكترونات من المادة ويزيد تركيز الثقوب الحاملة للشحنة الموجبة، ونتيجة لذلك، تكون المادة في حالة ناقلية أعلى نسبيًا. وعند التعرض للهيدروجين، يتفاعل الغاز بشكل تفضيلي مع جزيئات الأوكسجين المرتبطة بالمادة نصف الناقلة، ويؤدي هذا التفاعل إلى إزالة الأوكسجين من المادة، وبالتالي يقلل تأثير التطعيم من النوع p، وينتج عن ذلك انخفاض في تركيز الثقوب الحاملة للشحنة، مما يؤدي بدوره إلى زيادة كبيرة في مقاومة المادة نصف الناقلة مما يؤدي إلى انخفاض حاد وسريع في التيار الكهربائي.
يقوم المستشعر بقياس هذا التغير في مقاومة المادة والذي يعتبر مؤشراً دقيقاً وفورياً على وجود الهيدروجين، وتتم معايرة هذا التغير بدلالة تركيز الهيدروجين في البيئة المحيطة.
يتميز هذا المستشعر بسرعته الفائقة وقدرته على الاستجابة في درجات حرارة تصل إلى 120 درجة مئوية.
ميزات متعددة وتطبيقات واعدة
يتميز المستشعر الجديد بصغر حجمه ومرونته، مما يجعله قابلاً للدمج في الأجهزة الذكية وأنظمة المراقبة المختلفة. وبالإضافة إلى ذلك، فهو يتمتع بكفاءة عالية في استهلاك الطاقة، مما يطيل عمر بطاريته ويجعله مثاليًا للتطبيقات المحمولة. وقد أظهرت الاختبارات الميدانية تفوق المستشعر على الأجهزة التجارية المحمولة في الكشف عن تسربات الهيدروجين من الأنابيب، وفي مراقبة انتشاره في الأماكن المغلقة، وحتى عند تركيبه على طائرات بدون طيار للمراقبة الجوية.
مستقبل آمن لطاقة الهيدروجين
من ناحية أخرى يفتح هذا التطور آفاق واسعة في مجال الهيدروجين. وفي تصريح له، أعرب البروفيسور توماس أنثوبولوس، قائد الفريق البحثي وأستاذ الإلكترونيات الضوئية الناشئة في جامعة مانشستر، عن تفاؤله بمستقبل هذا المستشعر، قائلاً: “نأمل أن يساهم هذا المستشعر في بناء الثقة بتقنيات الهيدروجين، وجعلها أكثر أمانًا وانتشارًا في مختلف القطاعات.” في حين أنه لا يزال هناك المزيد من العمل لتقييم استقرار المستشعر على المدى الطويل، فإن النتائج الأولية تبشر بإحداث نقلة نوعية في كيفية تعاملنا مع الهيدروجين كوقود واعد للمستقبل.
الخاتمة
يمثل هذا المستشعر خطوة هامة نحو تعزيز سلامة استخدام الهيدروجين وتسريع التحول إلى مصادر الطاقة النظيفة. ويعمل الفريق البحثي حاليًا على تطوير المستشعر بشكل أكبر واستكشاف إمكانيات دمجه في تطبيقات أوسع نطاقًا.
تابعونا على لينكيد إن Linked–in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصدر: جامعة مانشستر
The post “ثورة” في استشعار الهيدروجين: مستشعر فائق الدقة يفتح آفاق الطاقة النظيفة appeared first on Solarabic سولارابيك. Written by بسمه عبود